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比较基因组杂交

时间:2023-03-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:比较基因组杂交是近年发展起来的一种分子细胞遗传学技术,它是通过单一的一次杂交可对某一标本整个基因组的染色体拷贝数量的变化进行检查。为了克服CGH技术的不足,研究人员在芯片基础上建立了新的array CGH技术,称为阵列比较基因组杂交技术,能在全基因组水平、高分辨率基础上检测染色体拷贝数的变化。这些发现提示13q14存在假想的肿瘤抑制基因在垂体腺瘤的发生过程中发挥重要的作用。提示特定的染色体改变可能与腺瘤的复发相关。

比较基因组杂交(comparative genomic hybridization,CGH)是近年发展起来的一种分子细胞遗传学技术,它是通过单一的一次杂交可对某一标本整个基因组的染色体拷贝数量的变化进行检查。其基本原理是用不同的荧光染料通过缺口平移法分别标记目标组织和正常细胞或组织的DNA制成探针,并与正常的间期染色体进行共杂交,以在染色体上显示的标本与正常对照荧光强度的不同来反映整个标本基因组DNA表达状况的变化,再借助于图像分析技术可对染色体拷贝数量的变化进行定量研究。

CGH技术的优点:①实验所需DNA样本量较少,单一的一次杂交即可检查待测标本整个基因组染色体拷贝数量的变化。②此法不仅适用于外周血、培养细胞和新鲜组织样本的研究,还可用于对存档组织的研究,也可用于因DNA量过少而经PCR扩增样本的研究。CGH技术的局限性:CGH技术所能检测到的最小DNA扩增或丢失是在3-5Mb,故对于低水平的DNA扩增和小片段的丢失会漏检。此外在相差染色体的拷贝数量无变化时,CGH技术不能检测出平等染色体的易位。③常需要高水平的细胞遗传学专家分析杂交结果。为了克服CGH技术的不足,研究人员在芯片基础上建立了新的array CGH技术,称为阵列比较基因组杂交技术(array comparative genomic hybridization,array CGH),能在全基因组水平、高分辨率基础上检测染色体拷贝数的变化。array CGH实际上有机地结合了芯片技术和CGH 技术二者的优势,在保留了CGH技术样本要求低、全基因组快速扫描等优点的同时,解决了敏感性差、自动化程度低、操作复杂等技术问题。人们发展了各种平台用于支持array CGH研究,array CGH通常用于检测与癌症有关的体细胞片断改变,除此之外,它可以用来测量癌症的染色体拷贝数变化,研究遗传疾病。

Hui等应用CGH技术分析了10例生长激素分泌腺瘤常染色体的变化,在8例中发现了染色体的不平衡现象,2例正常。染色体5q、9p、17q的增加和染色体18的丢失与其他学者对于垂体非功能腺瘤的研究结果一致。染色体7、8、10、12、15和20没有发生变化。提示垂体腺瘤的发生,至少生长激素腺瘤和非功能腺瘤的发生可能共有相同的发生途径,染色体19和22q的增加现象提示此区域存在GH分泌腺瘤发生的候选基因。Szymas J等对15例垂体腺瘤的22对常染色体进行研究,染色体的丢失主要发生在1p、2q、4、5、6、11q、12q、13q和18q,染色体的获得表现在9q、16p、17p、19和20q。功能性腺瘤比非功能性腺瘤表现为更明显的染色体不平衡。复发的腺瘤比原发的腺瘤表现为更明显的染色体的改变,DNA的获得尤其突出。Harada K等应用CGH技术和激光扫描细胞仪(LSC)对12例散发垂体腺瘤的细胞遗传学和染色体进行研究,包括2例生长激素腺瘤,1例催乳素腺瘤和9例非功能性腺瘤。研究发现功能性腺瘤染色体获得的均数明显多于非功能性腺瘤。最常见的改变是在13q14的丢失。这些发现提示13q14存在假想的肿瘤抑制基因在垂体腺瘤的发生过程中发挥重要的作用。Metzger AK等应用CGH技术检查了来源于52个病人的40例原发和13例复发腺瘤,25/52个病人中发现了染色体拷贝数的变化,受影响的染色体按递减顺序排列:11、7、X、1、8、13、5、14、2、6、9、10、12、3、18、21、4、16、15、19、22和Y。有内分泌活性的腺瘤染色体拷贝数变化频率更大,有拷贝数变化的26个腺瘤中,18个是涉及整条染色体或染色体臂的变化,4/53的腺瘤有11q13区域的重排现象,可能导致此区域肿瘤抑制基因的失活或癌基因的激活。其他学者对75例散发性垂体腺瘤的染色体的变化进行研究,34/75的腺瘤表现为染色体的不平衡,染色体的获得发生的频率是丢失的4.9倍。检测到的大部分的遗传改变影响整个染色体 (108/131,82.4%),染色体的增加突出表现在X(24/75,32%)、19(12/75,16%)、12(6/75,6.7%)、7和9(5/75,6.7%)染色体, 而染色体的丢失主要表现在11(4/75,5.3%)、13和10(3/75,4%)染色体。Rickert CH等对8个垂体腺瘤(4个促性腺激素腺瘤,3个催乳素腺瘤,1个裸细胞腺瘤)和它们各自复发的腺瘤病灶进行研究。在7/8个病人发现染色体不平衡,影响2/8原发肿瘤和7/8复发肿瘤,原发肿瘤平均为1.6个染色体的改变,复发肿瘤为3.4个染色体改变。而催乳素腺瘤每个原发肿瘤平均4.3个染色体改变,每个复发肿瘤的平均为6.3个染色体变化。催乳素腺瘤染色体拷贝数的变化比促性腺激素腺瘤和裸细胞腺瘤更常见。最常见的改变是4q、5q、13q的获得和染色体2、1p、8q、10、12q的丢失。涉及复发腺瘤的微小染色体变化常见区域是4q31.2-34、5q14-23、13q21-31的获得和12q24.3-qter的丢失。提示特定的染色体改变可能与腺瘤的复发相关。另外一个研究组对24个垂体腺瘤,包括散发(n = 18)和多发内分泌肿瘤1型(MEN1;n = 2)和Carney综合征(CNC,n = 4)。21(88%)个肿瘤表现为染色体改变。每个肿瘤染色体改变数目少则2条,最多可达10条。几个复发肿瘤中也发现了染色体的异常。最常见的染色体改变涉及1p、11p、17、16p、4、10p、12、20、22q、13q和9p。拷贝数增加常见于4q、17、19、1p、5、20、6q、13q21-qter和16p。染色体11缺失涉及所有病例的11p区域,散发病例、MEN1和CNC都有这种变化。而且,绝大部分的肿瘤 涉及染色体1的变化。

对垂体癌也有相关研究。在4个垂体癌转移灶(2个ACTH腺瘤,2个催乳素细胞瘤)标本中都发现了染色体的获得,但仅在2个催乳素细胞癌转移中发现染色体的丢失。最常见的改变是染色体5、7p和14q的获得(各3个肿瘤)。13q22-qter和14q(各2例)的获得,及1q、3p、7、8、9p和21q(各1例)的获得。14q的获得是否与垂体癌的恶性进展和转移播散有关,目前还无定论。

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